FR3142973A1 - Motoréducteur, dispositif d’essuyage et véhicule automobile associés - Google Patents

Motoréducteur, dispositif d’essuyage et véhicule automobile associés Download PDF

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Naveen Kumar ROSE
Jose Luis Herrada
Mehdi Belhaj
Xiang Liu
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Abstract

Motoréducteur, dispositif d’essuyage et véhicule automobile associés La présente invention concerne un motoréducteur (6), notamment pour dispositif d’essuyage (1) de véhicule automobile comprenant :- un moteur électrique (7),- un réducteur (8) configuré pour coopérer avec le moteur électrique (7) de sorte à transformer les valeurs du couple et de la vitesse de la partie électromagnétique aux efforts nécessaires en sortie du motoréducteur (6) dans lequel le réducteur (8) comprenant une vis sans fin (17) et un écrou (15) configuré pour se déplacer le long de la vis sans fin (17), l’un de l’écrou (15) ou de la vis sans fin (17) étant configuré pour être couplé en rotation au moteur électrique (7). Fig.1

Description

Motoréducteur, dispositif d’essuyage et véhicule automobile associés
La présente invention fait partie du domaine des motoréducteurs et notamment des motoréducteurs utilisés dans les dispositifs d’essuyage des véhicules automobiles pour entraîner les balais d’essuyage.
Ces motoréducteurs comprennent un moteur électrique et un réducteur couplé en rotation au moteur électrique et configuré pour produire un rapport de réduction prédéterminé.
Dans le cas de dispositifs d’essuyage, la sortie du motoréducteur est généralement couplée à une tringlerie permettant de mettre en mouvement plusieurs balais d’essuyage.
Cependant, le réducteur comprend des liaisons mécaniques pouvant induire de fortes pertes mécaniques.
En effet, notamment avec l’utilisation de moteurs réversibles configurés pour tourner dans un premier sens de rotation pour entrainer les bras d’essuyage dans une première direction et dans un deuxième sens de rotation pour entrainer les bras d’essuyage dans un deuxième sens de rotation, un réducteur comprenant une vis sans fin et une roue crantée configurée pour engrener sur la vis sans fin peut présenter des pertes mécaniques très importantes pouvant aller jusqu’à 50%. Les pertes sont également très importantes lorsque le motoréducteur est utilisé en inverse par exemple sous l’effet de la pression de l’air exercée sur les balais d’essuyage dans le cas d’un dispositif d’essuyage. Ces pertes sont dissipées dans le réducteur sous forme de chaleur.
Afin de palier à ces pertes, il convient d’utiliser un moteur électrique avec une puissance importante, par exemple une puissance de 40 W.
Or, notamment dans le cas de véhicules électriques, de tels moteurs électriques de puissance importante entraînent une consommation électrique accrue et tendent à réduire l’autonomie du véhicule.
Il convient donc de trouver une solution permettant de réduire les pertes mécaniques liées au réducteur et pouvant éventuellement permettre de récupérer une partie de l’énergie transmise par les balais d’essuyage au motoréducteur, par exemple sous l’effet de l’action de l’air sur les balais d’essuyage.
A cet effet, la présente invention concerne un motoréducteur, notamment pour dispositif d’essuyage de véhicule automobile comprenant :
-un moteur électrique,
- un réducteur configuré pour coopérer avec le moteur électrique de sorte à transformer les valeurs du couple et de la vitesse de la partie électromagnétique du moteur électrique aux efforts nécessaires en sortie du motoréducteur,
le réducteur comprenant une vis sans fin et un écrou configuré pour se déplacer le long de la vis sans fin, l’un de l’écrou ou de la vis sans fin étant configuré pour être couplé en rotation au moteur électrique.
L’utilisation d’un réducteur comprenant une vis sans fin et un écrou configuré pour se déplacer le long de la vis sans fin permet de réduire les frottements du réducteur par rapport à une solution comprenant une vis sans fin et une roue crantée engrenant sur la vis sans fin.
Selon un autre aspect de la présente invention, le moteur électrique est configuré pour entraîner en rotation l’écrou du réducteur pour produire un mouvement de translation de la vis sans fin du réducteur.
Selon un autre aspect de la présente invention, le moteur électrique est configuré pour tourner dans un premier sens de rotation prédéterminé jusqu’à une première position extrême de la vis sans fin puis dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation jusqu’à une deuxième position extrême de la vis sans fin pour produire un mouvement de va-et-vient de la vis sans fin entre les deux positions extrêmes.
Selon un autre aspect de la présente invention, la vis sans fin comprend une partie centrale filetée, une première portion extrêmale de section non circulaire configurée pour être bloquer en rotation par une première bague de guidage et une deuxième portion extrêmale de section non circulaire configurée pour être bloquer en rotation par une deuxième bague de guidage.
Selon un autre aspect de la présente invention, le moteur électrique est configuré pour entraîner en rotation la vis sans fin du réducteur pour produire un mouvement de translation de l’écrou du réducteur.
Selon un autre aspect de la présente invention, le motoréducteur comprend également une pièce d’entrainement montée rotative autour d’un axe d’entrainement perpendiculaire à la vis sans fin, ladite pièce d’entrainement comprenant un bras en forme de U dont le creux est configuré pour recevoir un pion lié à l’écrou du réducteur de sorte que la translation de l’écrou du réducteur provoque la rotation de la pièce d’entrainement.
Une telle pièce d’entrainement permet de convertir le mouvement de translation de l’écrou en mouvement de rotation permettant de simplifier ou de supprimer la tringlerie.
Selon un autre aspect de la présente invention, le réducteur comprend une vis à billes dans laquelle l’écrou comprend un canal de circulation de billes, la combinaison du canal de circulation de billes et du filetage de la vis sans fin formant une boucle sans fin de circulation de billes.
L’utilisation d’une vis à billes permet de minimiser les frottements liés au réducteur.
Selon un autre aspect de la présente invention, le moteur électrique est un moteur sans balai.
Selon un autre aspect de la présente invention, le moteur électrique est un moteur réversible.
La présente invention concerne également un dispositif d’essuyage de véhicule automobile comprenant :
- un motoréducteur tel que décrit précédemment,
- au moins un bras d’essuyage configuré pour recevoir un balai d’essuyage,
- une tringlerie interposée entre le motoréducteur et le, au moins un, bras d’essuyage.
Selon un autre aspect de la présente invention, le dispositif d’essuyage comprend deux bras d’essuyage, la tringlerie formant un parallélogramme déformable relié à la sortie du motoréducteur pour entrainer les deux bras d’essuyage dans un mouvement de va-et-vient.
La présente invention concerne également un véhicule automobile comprenant un dispositif d’essuyage tel que décrit précédemment.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
représente une vue schématique d’un dispositif d’essuyage comprenant deux bras d’essuyage ;
représente une vue schématique d’un motoréducteur et d’une tringlerie d’un dispositif d’essuyage ;
représente une vue schématique en coupe d’une vis à billes ;
représente une vue schématique en perspective d’un motoréducteur selon un premier mode de réalisation ;
représente une vue schématique en perspective de l’intérieur du motoréducteur de la montrant la partie tournante et la partie électromagnétique du motoréducteur ;
représente une vue schématique en perspective d’un motoréducteur selon un deuxième mode de réalisation ;
représente une vue schématique en perspective de l’intérieur du motoréducteur de la montrant la partie tournante et la partie électromagnétique du motoréducteur ;
représente une vue schématique en perspective d’un motoréducteur selon un troisième mode de réalisation ;
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La présente invention concerne un motoréducteur 6. Le motoréducteur 6 est par exemple utilisé dans un dispositif d’essuyage de véhicule automobile 1 mais d’autres utilisations sont également possibles.
La représente une vue schématique d’un dispositif d’essuyage 1 d’un véhicule automobile. Le dispositif d’essuyage 1 est par exemple placé sur le pare-brise avant ou arrière du véhicule automobile. Le dispositif d’essuyage 1 comprend un ou plusieurs bras d’essuyage 3, deux dans le cas de la , configurés pour recevoir des balais d’essuyage 5.
Le dispositif d’essuyage 1 comprend également un motoréducteur 6 configuré pour entrainer les bras d’essuyage par exemple via une tringlerie 9 configurée pour déplacer le ou les bras d’essuyage 3 à partir du mouvement fourni à la sortie du motoréducteur 6. La tringlerie 9 comprend par exemple un mécanisme à parallélogramme déformable, mieux visible sur la , dont les bras d’essuyage 3 sont reliés à deux côtés parallèles du parallélogramme.
Le motoréducteur 6 comprend un moteur électrique 7, par exemple un moteur électrique sans balai et réversible (c’est-à-dire pouvant tourner dans un sens de rotation et dans l’autre sens de rotation), et un réducteur mécanique 8 couplé en rotation au moteur électrique 7 de sorte à adapter les valeurs du couple et de la vitesse fournis par la partie électromagnétique du moteur électrique 7 aux efforts nécessaires en sortie du motoréducteur 6 pour entraîner les bras d’essuyage.
Le réducteur mécanique 8 est configuré pour produire un rapport de réduction prédéterminé.
Le réducteur mécanique 8 comprend une vis sans fin et un écrou configuré pour se déplacer le long de la vis sans fin. Ainsi, la vis sans fin peut être couplée en rotation au moteur électrique pour entraîner le déplacement en translation de l’écrou le long de la vis sans fin ou, alternativement, l’écrou peut être couplé en rotation au moteur électrique pour entraîner le déplacement en translation de la vis sans fin par rapport à l’écrou.
Selon une première configuration de réalisation, l’écrou est un écrou simple vissé sur la vis sans fin.
Selon une deuxième configuration de réalisation représentée sur la vue en coupe de la , le réducteur 6 comprend une vis-à-billes 13 configurée pour obtenir ce rapport de réduction et pour convertir le mouvement de rotation de l’arbre de sortie du moteur électrique 3 en un mouvement de translation.
La vis à billes 13 comprend un écrou 15 dans lequel est ménagé un canal de circulation 15a de billes 19. L’écrou 15 est disposé autour d’une vis sans fin 17 formée par un axe fileté dont les filets situés à l’intérieur de l’écrou 15 forment, en combinaison avec le canal de circulation 15a, une boucle sans fin de circulation de billes 19. Le diamètre du canal de circulation 15a est, de préférence, similaire au diamètre des filets de la vis sans fin 17. La vis à billes 13 comprend également une pluralité de billes 19 disposées dans la boucle sans fin.
Ainsi, la rotation relative de l’écrou 15 par rapport à la vis sans fin 17 provoque le déplacement des billes 19 dans le canal de circulation ce qui produit une translation relative de l’écrou 15 par rapport à la vis sans fin 17 (selon la direction axiale de la vis sans fin). La vis-à-billes 13 permet de réduire les frottements entre l’écrou 15 et la vis sans fin 17.
Selon un premier mode de réalisation du motoréducteur 6 représenté sur les figures 4 et 5, le moteur électrique 7 est configuré pour entraîner en rotation l’écrou 15. La vis sans fin 17 comprend une partie centrale filetée 17a et des parties extrémales non filetées 17b. Les parties non filetées 17b ont par exemple une section non circulaire, notamment une section rectangulaire. Le motoréducteur 6 comprend des moyens de blocage de la rotation de la vis sans fin, par exemple deux bagues 20 disposées respectivement au niveau des parties extrémales 17b. Les bagues 20 comprennent un orifice traversant de forme complémentaire à la section des parties extrémales 17b pour permettre une translation de la vis sans fin 17 tout en bloquant sa rotation. Les bagues 20 ainsi que l’écrou 15, la partie filetée 17a de la vis sans fin 17 et le moteur électrique 7 peuvent être disposés dans un carter 21 du motoréducteur 6 comme représenté sur la .
Ainsi, en fonctionnement, la rotation de l’arbre de sortie du moteur électrique 7 dans un premier sens de rotation entraîne la rotation de l’écrou 15 dans un premier sens de rotation et le déplacement de la vis sans fin 17 en translation dans une première direction tandis que la rotation de l’arbre de sortie du moteur électrique 7 dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, entraîne la rotation de l’écrou 15 dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, et le déplacement de la vis sans fin 17 en translation dans une deuxième direction opposée à la première direction.
La vis sans fin 17 est par exemple disposée sur un côté du parallélogramme déformable du dispositif d’essuyage 1 de sorte que la translation d’un côté et de l’autre de la vis sans fin 17 provoque le mouvement de va-et-vient des bras d’essuyage 3.
Le moteur électrique 7 est par exemple configuré pour tourner dans un premier sens de rotation jusqu’à une première position extrémale de la vis sans fin 17 associée à une première position extrémale des bras d’essuyage 3 et dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, jusqu’à une deuxième position extrémale de la vis sans fin 17 associée à une deuxième position extrémale des bras d’essuyage 3. L’une des positions extrémales correspond par exemple à une position de repos dans laquelle le moteur électrique 7 positionne les bras d’essuyage 3 lors de l’arrêt du dispositif d’essuyage 1. Alternativement, la position de repos peut correspondre à une troisième position extrémale.
Selon un deuxième mode de réalisation du motoréducteur 6 représenté sur les figures 6 et 7, le moteur électrique 7 est configuré pour entraîner en rotation la vis sans fin 17. La vis sans fin 17 est par exemple solidaire en rotation de l’arbre de sortie du moteur électrique 7. L’écrou 15 est bloqué en rotation, par exemple via un pion 23 configuré pour venir se loger dans une gorge 25 s’étendant selon la direction axiale de la vis sans fin comme représenté sur la . La gorge 25 est par exemple ménagée dans un carter 27 du motoréducteur 6 renfermant le moteur électrique 7, la vis sans fin 17 et l’écrou 15. Le pion 23 est par exemple relié à un côté du parallélogramme déformable de la tringlerie 9. Les différents éléments peuvent être par ailleurs similaires aux éléments du premier mode de réalisation.
Le moteur électrique 7 est par exemple configuré pour tourner dans un premier sens de rotation jusqu’à une première position extrémale de l’écrou 15 associée à une première position extrémale des bras d’essuyage 3 et dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, jusqu’à une deuxième position extrémale de l’écrou 15 associée à une deuxième position extrémale des bras d’essuyage 3. L’une des positions extrémales correspond par exemple à une position de repos dans laquelle le moteur électrique 7 positionne les bras d’essuyage lors de l’arrêt du dispositif d’essuyage 1. Alternativement, la position de repos peut correspondre à une troisième position extrémale.
Selon un troisième mode de réalisation du motoréducteur 6 représenté sur la , le moteur électrique 7 est configuré pour entraîner en rotation la vis sans fin 17 comme dans le deuxième mode de réalisation. Le troisième mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation par la présence d’une pièce d’entrainement 29 configurée pour coopérer avec le pion 23. La pièce d’entraînement 29 est montée rotative autour d’un axe d’entrainement 29a disposé perpendiculairement à la direction axiale de la vis sans fin 17. La pièce d’entrainement 29 comprend un bras en forme de U dont le creux est configuré pour recevoir le pion 23 lié à l’écrou 15.
Ainsi, la rotation du moteur électrique 7 provoque le déplacement en translation de l’écrou 15 le long de la vis sans fin 17 ce qui provoque le coulissement du pion 23 dans le creux du U de la pièce d’entrainement 29 et la rotation de la pièce d’entrainement 29 autour de l’axe d’entrainement 29a. La pièce d’entraînement 29 est par exemple configurée pour être reliée à un élément du parallélogramme déformable de la tringlerie 13. Le moteur électrique 7, la vis sans fin 17, l’écrou 15 et une partie de la pièce d’entrainement 29 peuvent être disposés dans un carter 27’ du motoréducteur 6.
Ainsi, en fonctionnement, la rotation du moteur électrique 7 dans un premier sens de rotation entraîne la rotation de la vis sans fin 17 dans un premier sens de rotation, le déplacement de l’écrou 15 en translation dans une première direction et la rotation de la pièce d’entraînement 29 dans un premier sens de rotation tandis que la rotation de l’arbre de sortie du moteur électrique 7 dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, entraîne la rotation de la vis sans fin 17 dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, le déplacement de l’écrou 15 en translation dans une deuxième direction opposée à la première direction et la rotation de la pièce d’entrainement 29 dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation.
Le moteur électrique 7 est par exemple configuré pour tourner dans un premier sens de rotation jusqu’à une première position extrémale de l’écrou 15 associée à une première position extrémale des bras d’essuyage 3 et dans un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, jusqu’à une deuxième position extrémale de l’écrou 15 associée à une deuxième position extrémale des bras d’essuyage 3.
L’utilisation de la pièce d’entraînement 29 permet d’obtenir un mouvement de rotation en sortie du motoréducteur 6 et d’adoucir les transitions entre les mouvements de va-et-vient des bras d’essuyage 3.
Les différents modes de réalisation présentés précédemment peuvent être adaptés aux différentes configurations de réalisation présentées précédemment.
La présente invention concerne tous types de motoréducteurs 6 comprenant un moteur électrique 7 et un réducteur 8 et tous types de dispositifs d’essuyage 1 comprenant un motoréducteur 6, au moins un bras d’essuyage 3 et un tringlerie 9 pour entrainer le, au moins un, bras d’essuyage 3 à partir du motoréducteur 6 et ne se limite pas aux types de tringlerie présentés sur les différentes figures ni à un dispositif d’essuyage comprenant deux bras d’essuyage.
La présente invention concerne également un véhicule automobile comprenant un dispositif d’essuyage tel que décrit précédemment. Le dispositif d’essuyage 1 est par exemple disposé au niveau d’un pare-brise avant ou arrière du véhicule automobile.
Ainsi, l’utilisation d’un motoréducteur 6 comprenant un ensemble vis sans fin 17-écrou 15 et notamment une vis-à-billes 13 pour réaliser la réduction mécanique permet de réduire significativement les frottements au niveau du réducteur 8 et ainsi d’améliorer le rendement global du motoréducteur 6. Les pertes liées au frottements mécaniques dans le dispositif d’essuyage 1 sont ainsi réduites. Cette réduction des pertes permet par exemple d’utiliser un moteur de plus faible puissance et ainsi de diminuer la consommation énergétique du dispositif d’essuyage 1.

Claims (12)

  1. Motoréducteur (6), notamment pour dispositif d’essuyage (1) de véhicule automobile comprenant :
    - un moteur électrique (7),
    - un réducteur (8) configuré pour coopérer avec le moteur électrique (7),
    le réducteur (8) comprenant une vis sans fin (17) et un écrou (15) configuré pour se déplacer le long de la vis sans fin (17), l’un de l’écrou (15) ou de la vis sans fin (17) étant configuré pour être couplé en rotation au moteur électrique (7).
  2. Motoréducteur (6) selon la revendication 1 dans lequel le moteur électrique (7) est configuré pour entraîner en rotation l’écrou (15) du réducteur (8) pour produire un mouvement de translation de la vis sans fin (17) du réducteur (6).
  3. Motoréducteur (6) selon la revendication 2 dans lequel le moteur électrique (7) est configuré pour tourner dans un premier sens de rotation prédéterminé jusqu’à une première position extrême de la vis sans fin (17) puis dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation jusqu’à une deuxième position extrême de la vis sans fin (17) pour produire un mouvement de va-et-vient de la vis sans fin (17) entre les deux positions extrêmes.
  4. Motoréducteur (6) selon la revendication 3 dans lequel la vis sans fin (17) comprend une partie centrale filetée (17a), une première portion extrêmale (17b) de section non circulaire configurée pour être bloquée en rotation par une première bague de guidage (19) et une deuxième portion extrêmale (17b) de section non circulaire configurée pour être bloquer en rotation par une deuxième bague de guidage (20).
  5. Motoréducteur (6) selon la revendication 1 dans lequel le moteur électrique (7) est configuré pour entraîner en rotation la vis sans fin (17) du réducteur (8) pour produire un mouvement de translation de l’écrou (15) du réducteur (8).
  6. Motoréducteur (6) selon la revendication précédente comprenant également une pièce d’entrainement (29) montée rotative autour d’un axe d’entrainement (29a) perpendiculaire à la vis sans fin (17), ladite pièce d’entrainement (29) comprenant un bras en forme de U dont le creux est configuré pour recevoir un pion (23) lié à l’écrou (15) du réducteur (8) de sorte que la translation de l’écrou (15) du réducteur (8) provoque la rotation de la pièce d’entrainement (29).
  7. Motoréducteur (6) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le réducteur (8) comprend une vis à billes (13).
  8. Motoréducteur (6) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le moteur électrique (7) est un moteur sans balai.
  9. Motoréducteur (6) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le moteur électrique (7) est un moteur réversible.
  10. Dispositif d’essuyage (1) de véhicule automobile comprenant :
    - un motoréducteur (6) selon l’une des revendications précédentes,
    - au moins un bras d’essuyage (3) configuré pour recevoir un balai d’essuyage (5),
    - une tringlerie (9) interposée entre le motoréducteur (8) et le, au moins un, bras d’essuyage (3).
  11. Dispositif d’essuyage (1) de véhicule automobile selon la revendication précédente comprenant deux bras d’essuyage (3), la tringlerie (9) formant un parallélogramme déformable et dans lequel la tringlerie (9) est reliée à la sortie du motoréducteur (6) pour entraîner les deux bras d’essuyage (3) dans un mouvement de va-et-vient.
  12. Véhicule automobile comprenant un dispositif d’essuyage (1) selon l’une des revendications 10 ou 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2446393A (en) * 1945-06-14 1948-08-03 Eaton Mfg Co Screw-threaded mechanical movement
DE102008042706A1 (de) * 2008-10-09 2010-04-15 Robert Bosch Gmbh Antriebsvorrichtung
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DE102012208963A1 (de) * 2012-05-29 2014-01-23 Robert Bosch Gmbh Wischerantrieb

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